对暗洞的新推想:吞噬的物质异日能够会被重新抛出

  新浪科技讯 北京时间12月20日新闻,暗洞是宇宙中最奥秘的事物之一,它们所处的时空组织扭曲得如此严害,以至于光线都无法逃行。按照喜欢因斯坦的广义相对论,暗洞中心存在一个奇点,在那里,很多恒星的质量被挤压到了体积挨近于0的地方。然而,12月10日别离发外于《物理评论快报》(Physical Review Letters)和《物理评论D》(Physical Review D)的两篇论文能够会让科学家重新思考吾们对暗洞的认知。钻研人员在论文中指出,暗洞能够不会永世存在,吾们对它们的内心及其中心的推想能够是十足舛讹的。

  吾们也许还能够用另一栽手段来想象他们的展望终局。多所周知,在兴旺的引力场里,时间会减慢;而暗洞就拥有宇宙中最兴旺的引力场。所以,吾们能够这么来注释这项新钻研,即物质进入暗洞之后又被“弹回”,其质量被抛射到宇宙之中。原由暗洞中心附近的时间如此缓慢,这一“弹回”过程必要大量的时间。倘若钻研人员是对的,那么在迢遥的异日,科学家也许能发现在今天暗洞所处的位置,物质将不息喷涌而出,散布到宇宙各处。

  云云的例子并不稀奇。牛顿的引力定律指出,引力的大幼与质量乘积成正比,与距离的平方成逆比。所以,倘若你拿着一个球远隔地球,那它就会“感受”到肯定的重量;然后,当你把球挨近地球,这一重量就会逐渐增补。把引力定律的方程推到极限,即随着你把球无穷挨近地球中心,那理论上它就会受到无穷大的引力。然而,原形上并非如此。

  奇点照样白洞?

  浅易来说,量子引力的含义就是“在最幼尺度上的引力”,但这一术语并不代外某个特定的理论。不过,科学家已经挑出了一些特定的理论提出,描述微不益看宇宙中的引力作用。其中一个提出称为“圈量子引力论”(loop quantum gravity)。

  能够性照样有的,尽管很少。科学家已经在太空中不益看测到了一些专门高能的表象,但尚未对其做出十足的注释。一栽表象是冲击地球大气层的高能宇宙射线,另一栽表象则是所谓的“迅速射电暴”(fast radio burst)。迅速射电暴也是一栽高能天体物理表象,是指迢遥宇宙中突然展现的短暂而凶猛的无线电波暴发,赓续时间极短。这两栽表象起码在原理上能够成为暗洞变化成白洞的标志。

  永久以来,一向都有天文学家和物理学家认为奇点的不益看点是舛讹的。倘若一个物体具有质量但异国挑及,那它就具有无穷大的密度。而且,尽管钻研者时往往会挑到“无穷”(infinity)这个词,但相通的无穷在自然界中是不存在的。相逆地,当你在实在的物理学题目中遇到“无穷大”或“无穷大”时,它真实的含义是你已经把数学手段推到了它们的行使周围之外。你必要新的数学。

  圈量子引力在数学上已经有了清晰定义,它将时空组织描述为自旋网络的晶格,随着时间推移而演化。自旋网络只是一个描述粒子和场如何相互作用的数学公式。从更实际的角度来望,圈量子引力论展望时空是量子化的,能够存在一个最幼的时间或空间单元,使时空组织无法再细分下往。

  喜欢因斯坦物理学的边界

  圈量子引力论是一个很难处理的数学理论,它不准了钻研者对暗洞内部做出可测试的展望。然而,宾夕法尼亚州立大学的阿贝·阿什克塔(Abhay Ashtekar)和哈韦尔·奥尔梅多(Javier Olmedo),以及路易斯安那州立大学的帕姆普利特·辛格(Parampreet Singh)将圈量子引力论行使在了暗洞中心。他们宣称,终局外明那里不是奇点。

  他们的计算展望称,时空在暗洞中心附近剧烈曲曲;由此导致的终局是,时空会在异日进入一个有着“白洞”组织的区域。所谓的“白洞”就像逆向的暗洞,它不像暗洞那样会吞噬物质,而是将物质抛射出来。

  当你把物体挨近地球外观时,牛顿的引力定律就不再适用。你必须考虑地球质量的实际分布,而这意味着你必要采用多个更添复杂的方程来展望迥异的终局。相通的,当喜欢因斯坦的广义相对论展望在暗洞中心存在一个密度无穷大的奇点时,实在情况就不能够是云云。在专门幼的尺度上,科学家必要引入新的引力理论,这一理论就是所谓的“量子引力”。

  现在批准这一乐趣的新不益看点隐微还为前卫早,相逆,郑重的做法答该是望望添下来行使圈量子引力的计算是如何伸开的。倘若展望终局有所改进,并且开起更适用于一些不克注释的天文表象,那么新的终局就既能注释量子引力发挥作用的原理,而且能重塑吾们对宇宙以前和异日的理解。(任天)

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  当然,在理论科学中,钻研者们挑出了太多乐趣且吸引眼球的不益看点,但后来都被原形否定了。这项新做事也能够如此。主要的是,是否能为诸如此类的理论不益看点找到实验性的声援。


posted @ posted @ 18-12-21 06:47  admin  阅读量:

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